توضیحات
هیدروسیکلون‌هابه شکل مخروطی-استوانه ای هستند، با یک ورودی تغذیه مماسی به بخش استوانه ای و یک خروجی در هر محور. خروجی در بخش استوانه ای، یابنده گرداب نامیده می شود و به داخل سیکلون امتداد می یابد تا جریان اتصال کوتاه را مستقیماً از ورودی کاهش دهد. در انتهای مخروطی، خروجی دوم، یعنی اسپیگات، قرار دارد. برای جداسازی اندازه، هر دو خروجی معمولاً به جو باز هستند. هیدروسیکلون ها معمولاً به صورت عمودی با اسپیگات در انتهای پایینی کار می کنند، از این رو محصول درشت، جریان زیرین و محصول ریز، جریان رو به بالا نامیده می شود. شکل 1 به صورت شماتیک جریان اصلی و ویژگی های طراحی یک هیدروسیکلون معمولی را نشان می دهد.هیدروسیکلوندو گردابه، ورودی تغذیه مماسی و خروجی‌های محوری. به جز ناحیه نزدیک ورودی مماسی، حرکت سیال درون سیکلون تقارن شعاعی دارد. اگر یک یا هر دو خروجی به جو باز باشند، یک ناحیه کم‌فشار باعث ایجاد یک هسته گازی در امتداد محور عمودی، درون گردابه داخلی می‌شود.
شکل ۱. ویژگی‌های اصلی هیدروسیکلون.
اصل عملکرد ساده است: سیال، حامل ذرات معلق، به صورت مماسی وارد سیکلون می‌شود، به صورت مارپیچی به سمت پایین حرکت می‌کند و یک میدان گریز از مرکز در جریان گردابی آزاد ایجاد می‌کند. ذرات بزرگتر از طریق سیال به صورت مارپیچی به سمت خارج سیکلون حرکت می‌کنند و با کسری از مایع از طریق شیر خروجی خارج می‌شوند. به دلیل مساحت محدود شیر خروجی، یک گرداب داخلی که در همان جهت گرداب خارجی می‌چرخد اما به سمت بالا جریان دارد، ایجاد می‌شود و از طریق یابنده گرداب از سیکلون خارج می‌شود و بیشتر مایع و ذرات ریزتر را با خود حمل می‌کند. اگر ظرفیت شیر خروجی از حد مجاز فراتر رود، هسته هوا بسته می‌شود و تخلیه شیر خروجی از یک اسپری چتری شکل به یک "طناب" و از دست دادن مواد درشت به سرریز تغییر می‌کند.
قطر بخش استوانه‌ای متغیر اصلی مؤثر بر اندازه ذراتی است که می‌توانند جدا شوند، اگرچه قطرهای خروجی را می‌توان به طور مستقل تغییر داد تا جداسازی حاصل شده تغییر کند. در حالی که محققان اولیه با سیکلون‌هایی به کوچکی قطر 5 میلی‌متر آزمایش می‌کردند، قطر هیدروسیکلون‌های تجاری در حال حاضر از 10 میلی‌متر تا 2.5 متر متغیر است و اندازه‌های جداکننده برای ذرات با چگالی 2700 کیلوگرم بر متر مکعب، 1.5 تا 300 میکرومتر است که با افزایش چگالی ذرات کاهش می‌یابد. افت فشار عملیاتی از 10 بار برای قطرهای کوچک تا 0.5 بار برای واحدهای بزرگ متغیر است. برای افزایش ظرفیت، چندین ...هیدروسیکلون‌هاممکن است از یک خط تغذیه واحد منیفولد شود.
اگرچه اصل عملکرد ساده است، اما بسیاری از جنبه‌های عملکرد آنها هنوز به خوبی درک نشده است و انتخاب و پیش‌بینی هیدروسیکلون برای عملکرد صنعتی تا حد زیادی تجربی است.
طبقه‌بندی
بری ای. ویلز، جیمز ای. فینچ، FRSC، FCIM، P.Eng.، در فناوری فرآوری مواد معدنی ویلز (ویرایش هشتم)، ۲۰۱۶
۹.۴.۳ هیدروسیکلون‌ها در مقابل غربال‌ها
هیدروسیکلون‌ها در طبقه‌بندی مربوط به اندازه ذرات ریز در مدارهای خردایش بسته (کمتر از 200 میکرومتر) غالب شده‌اند. با این حال، پیشرفت‌های اخیر در فناوری سرند (فصل 8) علاقه به استفاده از سرندها در مدارهای خردایش را تجدید کرده است. سرندها بر اساس اندازه جدا می‌شوند و مستقیماً تحت تأثیر پراکندگی چگالی در مواد معدنی خوراک قرار نمی‌گیرند. این می‌تواند یک مزیت باشد. سرندها همچنین بخش بای‌پس ندارند و همانطور که مثال 9.2 نشان داده است، بای‌پس می‌تواند بسیار بزرگ باشد (در این مورد بیش از 30٪). شکل 9.8 نمونه‌ای از تفاوت منحنی تقسیم برای سیکلون‌ها و سرندها را نشان می‌دهد. داده‌ها از کارخانه تغلیظ El Brocal در پرو با ارزیابی‌های قبل و بعد از جایگزینی هیدروسیکلون‌ها با یک Derrick Stack Sizer® (به فصل 8 مراجعه کنید) در مدار خردایش است (Dündar و همکاران، 2014). مطابق با انتظار، سرند در مقایسه با سیکلون، جداسازی واضح‌تری (شیب منحنی بالاتر است) و بای‌پس کمی داشت. افزایش ظرفیت مدار خردایش به دلیل افزایش نرخ شکستگی پس از اجرای سرند گزارش شد. این امر به حذف مسیر فرعی نسبت داده شد که میزان مواد ریز برگشتی به آسیاب‌های خردایش را کاهش می‌دهد و تمایل به کاهش ضربه‌های ذرات دارد.
شکل ۹.۸. منحنی‌های تقسیم‌بندی برای سیکلون‌ها و سرندها در مدار خردایش در کارخانه تغلیظ El Brocal.
(برگرفته از دوندار و همکاران (2014))
با این حال، تغییر یک طرفه نیست: یک مثال اخیر، تغییر از سرند به سیکلون است تا از کاهش بیشتر اندازه مواد معدنی متراکم‌تر بهره‌مند شود (ساسویل، ۲۰۱۵).
فرآیند و طراحی متالورژی
ایون اچ. مک‌دونالد، در کتاب راهنمای اکتشاف و ارزیابی طلا، ۲۰۰۷
هیدروسیکلون‌ها
هیدروسیکلون‌ها واحدهای ترجیحی برای اندازه‌گیری یا رسوب‌زدایی حجم‌های بزرگ دوغاب با هزینه کم و به دلیل اشغال فضای بسیار کم کف یا سقف هستند. آنها زمانی که با نرخ جریان و چگالی پالپ یکنواخت تغذیه می‌شوند، بیشترین کارایی را دارند و به صورت جداگانه یا در خوشه‌ها برای دستیابی به ظرفیت‌های کل مطلوب در شکاف‌های مورد نیاز استفاده می‌شوند. قابلیت‌های اندازه‌گیری به نیروهای گریز از مرکز تولید شده توسط سرعت‌های جریان مماسی بالا از طریق واحد متکی است. گرداب اولیه تشکیل شده توسط دوغاب ورودی به صورت مارپیچی به سمت پایین در اطراف دیواره مخروط داخلی عمل می‌کند. جامدات توسط نیروی گریز از مرکز به سمت بیرون پرتاب می‌شوند، به طوری که با حرکت پالپ به سمت پایین، چگالی آن افزایش می‌یابد. اجزای عمودی سرعت در نزدیکی دیواره‌های مخروط به سمت پایین و در نزدیکی محور به سمت بالا عمل می‌کنند. بخش لجن جدا شده با چگالی کمتر از طریق یابنده گرداب به سمت بالا رانده می‌شود تا از دهانه انتهای بالایی مخروط خارج شود. یک ناحیه یا پوشش میانی بین دو جریان دارای سرعت عمودی صفر است و جامدات درشت‌تر را که به سمت پایین حرکت می‌کنند از جامدات ریزتر که به سمت بالا حرکت می‌کنند جدا می‌کند. بخش عمده جریان از درون گرداب داخلی کوچکتر به سمت بالا عبور می‌کند و نیروهای گریز از مرکز قوی‌تر، ذرات بزرگتر و ریزتر را به سمت بیرون پرتاب می‌کنند و در نتیجه جداسازی کارآمدتری را در دانه‌بندی‌های ریزتر فراهم می‌کنند. این ذرات به گرداب خارجی برمی‌گردند و بار دیگر به تغذیه جیگ گزارش می‌دهند.
هندسه و شرایط عملیاتی در الگوی جریان مارپیچی یک نمونههیدروسیکلوندر شکل 8.13 شرح داده شده‌اند. متغیرهای عملیاتی عبارتند از چگالی پالپ، سرعت جریان خوراک، ویژگی‌های جامدات، فشار ورودی خوراک و افت فشار در طول سیکلون. متغیرهای سیکلون عبارتند از مساحت ورودی خوراک، قطر و طول یابنده گرداب و قطر تخلیه توپی. مقدار ضریب درگ نیز تحت تأثیر شکل قرار می‌گیرد. هرچه یک ذره بیشتر از کروی بودن فاصله بگیرد، ضریب شکل آن کوچکتر و مقاومت ته‌نشینی آن بیشتر است. ناحیه تنش بحرانی ممکن است تا برخی از ذرات طلا به بزرگی 200 میلی‌متر گسترش یابد و بنابراین نظارت دقیق بر فرآیند طبقه‌بندی برای کاهش بازیافت بیش از حد و ایجاد لجن ناشی از آن ضروری است. از نظر تاریخی، زمانی که توجه کمی به بازیابی 150μبه نظر می‌رسد که انتقال طلا در بخش‌های لجن، عامل اصلی از دست رفتن طلا بوده است که در بسیاری از عملیات پلاسری طلا، میزان آن تا ۴۰ تا ۶۰ درصد ثبت شده است.
۸.۱۳ هندسه عادی و شرایط عملیاتی هیدروسیکلون.
شکل 8.14 (نمودار انتخاب وارمن) یک انتخاب اولیه از سیکلون‌ها برای جداسازی در اندازه‌های مختلف D50 از 9 تا 18 میکرون تا 33 تا 76 میکرون است. این نمودار، مانند سایر نمودارهای عملکرد سیکلون، بر اساس یک خوراک با دقت کنترل شده از یک نوع خاص است. این نمودار، مقدار جامد 2700 کیلوگرم بر متر مکعب در آب را به عنوان اولین راهنمای انتخاب فرض می‌کند. سیکلون‌های با قطر بزرگتر برای تولید جداسازی‌های درشت استفاده می‌شوند، اما برای عملکرد مناسب به حجم خوراک بالایی نیاز دارند. جداسازی‌های ریز در حجم خوراک بالا نیاز به خوشه‌هایی از سیکلون‌های با قطر کوچک دارند که به صورت موازی کار می‌کنند. پارامترهای طراحی نهایی برای اندازه‌های نزدیک باید به صورت تجربی تعیین شوند و انتخاب یک سیکلون در حدود وسط محدوده مهم است تا هرگونه تنظیمات جزئی که ممکن است مورد نیاز باشد، در شروع عملیات انجام شود.
۸.۱۴ جدول انتخاب اولیه وارمن.
ادعا می‌شود که سیکلون CBC (بستر چرخشی) مواد اولیه طلای آبرفتی را تا قطر 5 میلی‌متر طبقه‌بندی می‌کند و یک خوراک جیگ با ارتفاع ثابت از زیرریز به دست می‌آورد. جداسازی تقریباً در ... انجام می‌شود.D۵۰/۱۵۰ میکرون بر اساس سیلیس با چگالی ۲.۶۵. ادعا می‌شود که سرریز سیکلون CBC به دلیل منحنی توزیع اندازه نسبتاً صاف و حذف تقریباً کامل ذرات ریز زائد، به طور خاص برای جداسازی جیگ مناسب است. با این حال، اگرچه ادعا می‌شود که این سیستم کنسانتره اولیه با عیار بالا از کانی‌های سنگین هم‌اندازه را در یک عبور از یک خوراک با محدوده اندازه نسبتاً طولانی (مانند ماسه‌های معدنی) تولید می‌کند، اما چنین ارقام عملکردی برای مواد خوراک آبرفتی حاوی طلای ریز و پوسته پوسته در دسترس نیست. جدول ۸.۵ داده‌های فنی AKW را ارائه می‌دهد.هیدروسیکلون‌هابرای نقاط برش بین 30 تا 100 میکرون.
جدول 8.5. داده‌های فنی هیدروسیکلون‌های AKW
| نوع (KRS) | قطر (میلی‌متر) | افت فشار | ظرفیت | نقطه برش (میکرون) | |
|---|---|---|---|---|---|
| دوغاب (متر مکعب در ساعت) | جامدات (حداکثر تن بر ساعت). | ||||
| ۲۱۱۸ | ۱۰۰ | ۱–۲.۵ | ۹.۲۷ | 5 | ۳۰–۵۰ |
| ۲۵۱۵ عدد | ۱۲۵ | ۱–۲.۵ | ۱۱–۳۰ | 6 | ۲۵–۴۵ |
| ۴۱۱۸ | ۲۰۰ | ۰.۷–۲.۰ | ۱۸–۶۰ | 15 | ۴۰–۶۰ |
| (RWN)6118 | ۳۰۰ | ۰.۵–۱.۵ | ۴۰–۱۴۰ | 40 | ۵۰–۱۰۰ |
پیشرفت‌ها در فناوری‌های خردایش و طبقه‌بندی سنگ آهن
ای. یانکوویچ، در سنگ آهن، ۲۰۱۵
۸.۳.۳.۱ جداکننده‌های هیدروسیکلون
هیدروسیکلون که به آن سیکلون نیز گفته می‌شود، یک دستگاه طبقه‌بندی است که از نیروی گریز از مرکز برای تسریع سرعت ته‌نشینی ذرات دوغاب و جداسازی ذرات بر اساس اندازه، شکل و وزن مخصوص استفاده می‌کند. این دستگاه به طور گسترده در صنایع معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد و کاربرد اصلی آن در فرآوری مواد معدنی به عنوان طبقه‌بندی‌کننده است که در جداسازی ذرات ریز بسیار کارآمد بوده است. این دستگاه به طور گسترده در عملیات آسیاب مدار بسته استفاده می‌شود، اما کاربردهای بسیار دیگری مانند حذف ذرات معلق، دانه‌بندی و تغلیظ نیز دارد.
یک هیدروسیکلون معمولی (شکل 8.12a) شامل یک مخزن مخروطی شکل است که در رأس یا زیر سرریز خود باز است و به یک بخش استوانه‌ای متصل است که دارای ورودی خوراک مماسی است. بالای بخش استوانه‌ای با صفحه‌ای بسته شده است که از طریق آن یک لوله سرریز محوری عبور می‌کند. این لوله توسط یک بخش کوتاه و قابل جابجایی که به عنوان یابنده گرداب شناخته می‌شود، به بدنه سیکلون امتداد یافته است که از اتصال کوتاه خوراک مستقیماً به سرریز جلوگیری می‌کند. خوراک تحت فشار از طریق ورودی مماسی وارد می‌شود که حرکت چرخشی به پالپ می‌دهد. این امر باعث ایجاد گرداب در سیکلون می‌شود که یک ناحیه کم فشار در امتداد محور عمودی دارد، همانطور که در شکل 8.12b نشان داده شده است. یک هسته هوا در امتداد محور ایجاد می‌شود که معمولاً از طریق دهانه رأس به جو متصل است، اما تا حدی توسط هوای محلول که از محلول در ناحیه کم فشار خارج می‌شود، ایجاد می‌شود. نیروی گریز از مرکز سرعت ته‌نشینی ذرات را تسریع می‌کند و در نتیجه ذرات را بر اساس اندازه، شکل و وزن مخصوص جدا می‌کند. ذراتی که سریع‌تر ته‌نشین می‌شوند به سمت دیواره سیکلون، جایی که سرعت کمترین است، حرکت می‌کنند و به دهانه رأسی (سرریز زیرین) مهاجرت می‌کنند. به دلیل عملکرد نیروی پسا، ذراتی که کندتر ته‌نشین می‌شوند به سمت ناحیه کم‌فشار در امتداد محور حرکت می‌کنند و از طریق یابنده گرداب به سمت بالا و سرریز حمل می‌شوند.
شکل ۸.۱۲. هیدروسیکلون (https://www.aeroprobe.com/applications/examples/australian-mining-industry-uses-aeroprobe-equipment-to-study-hydro-cyclone) و باتری هیدروسیکلون. بروشور مروری بر هیدروسیکلون Cavex، https://www.weirminerals.com/products_services/cavex.aspx.
هیدروسیکلون‌ها به دلیل ظرفیت بالا و راندمان نسبی‌شان تقریباً به طور جهانی در مدارهای خردایش مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها همچنین می‌توانند طیف بسیار وسیعی از اندازه ذرات (معمولاً 5 تا 500 میکرومتر) را طبقه‌بندی کنند و واحدهای با قطر کوچکتر برای طبقه‌بندی دقیق‌تر استفاده می‌شوند. با این حال، کاربرد سیکلون در مدارهای خردایش مگنتیت می‌تواند به دلیل اختلاف چگالی بین مگنتیت و مواد معدنی زائد (سیلیس) باعث عملکرد ناکارآمد شود. مگنتیت چگالی ویژه حدود 5.15 دارد، در حالی که سیلیس چگالی ویژه حدود 2.7 دارد. درهیدروسیکلون‌ها، کانی‌های متراکم در اندازه برش ریزتری نسبت به کانی‌های سبک‌تر جدا می‌شوند. بنابراین، مگنتیت آزاد شده در جریان زیرین سیکلون متمرکز می‌شود و در نتیجه مگنتیت بیش از حد آسیاب می‌شود. ناپیر-مان و همکاران (2005) اشاره کردند که رابطه بین اندازه برش اصلاح شده (d(شکل ۵۰c) و چگالی ذرات بسته به شرایط جریان و سایر عوامل، از رابطه زیر پیروی می‌کند:
کجاρs چگالی جامدات است،ρl چگالی مایع است، وnبین 0.5 تا 1.0 است. این بدان معناست که تأثیر چگالی مواد معدنی بر عملکرد سیکلون می‌تواند بسیار قابل توجه باشد. برای مثال، اگرd50c مگنتیت 25 میکرومتر است، سپسd50c ذرات سیلیس 40 تا 65 میکرومتر خواهد بود. شکل 8.13 منحنی‌های راندمان طبقه‌بندی سیکلون را برای مگنتیت (Fe3O4) و سیلیس (SiO2) که از بررسی مدار خردایش مگنتیت آسیاب گلوله‌ای صنعتی به دست آمده است، نشان می‌دهد. جداسازی اندازه برای سیلیس بسیار درشت‌تر است، با ...d50c برای Fe3O4، 29 میکرومتر است، در حالی که این مقدار برای SiO2، 68 میکرومتر است. به دلیل این پدیده، آسیاب‌های سنگ‌زنی مگنتیت در مدارهای بسته با هیدروسیکلون‌ها، در مقایسه با سایر مدارهای سنگ‌زنی فلزات پایه، راندمان کمتری دارند و ظرفیت کمتری دارند.
شکل ۸.۱۳. راندمان سیکلون برای مگنتیت Fe3O4 و سیلیس SiO2 - بررسی صنعتی.
فناوری فرآیند فشار بالا: اصول و کاربردها
دکتر ام.جی. کوکرو، در کتابخانه شیمی صنعتی، ۲۰۰۱
دستگاه‌های جداسازی جامدات
- •
-
هیدروسیکلون
این یکی از ساده‌ترین انواع جداکننده‌های جامدات است. این یک دستگاه جداسازی با راندمان بالا است و می‌تواند برای حذف مؤثر جامدات در دماها و فشارهای بالا مورد استفاده قرار گیرد. به دلیل نداشتن قطعات متحرک و نیاز به نگهداری کم، مقرون به صرفه است.
راندمان جداسازی برای جامدات تابعی قوی از اندازه ذرات و دما است. راندمان جداسازی ناخالص نزدیک به 80٪ برای سیلیس و دماهای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد قابل دستیابی است، در حالی که در همان محدوده دما، راندمان جداسازی ناخالص برای ذرات زیرکن چگال‌تر بیش از 99٪ است [29].
مشکل اصلی عملکرد هیدروسیکلون، تمایل برخی از نمک‌ها به چسبیدن به دیواره‌های سیکلون است.
- •
-
میکروفیلتراسیون متقاطع
فیلترهای جریان متقاطع رفتاری مشابه آنچه که معمولاً در فیلتراسیون جریان متقاطع در شرایط محیطی مشاهده می‌شود، دارند: افزایش نرخ برش و کاهش ویسکوزیته سیال منجر به افزایش عدد فیلتر شده می‌شود. میکروفیلتراسیون متقاطع برای جداسازی نمک‌های رسوب‌شده به عنوان جامدات به کار رفته است و راندمان جداسازی ذرات را معمولاً بیش از ۹۹.۹٪ می‌کند. گوئمنزو همکاران[30] جداسازی نیترات سدیم از آب فوق بحرانی را بررسی کرد. تحت شرایط مطالعه، نیترات سدیم به عنوان نمک مذاب وجود داشت و قادر به عبور از فیلتر بود. راندمان جداسازی با دما متفاوت بود، زیرا با افزایش دما، حلالیت کاهش می‌یابد و به ترتیب بین 40٪ تا 85٪ برای 400 درجه سانتیگراد و 470 درجه سانتیگراد متغیر است. این محققان مکانیسم جداسازی را به عنوان نتیجه نفوذپذیری متمایز محیط فیلتر به سمت محلول فوق بحرانی، برخلاف نمک مذاب، بر اساس ویسکوزیته‌های کاملاً متمایز آنها توضیح دادند. بنابراین، نه تنها می‌توان نمک‌های رسوب شده را صرفاً به عنوان جامد فیلتر کرد، بلکه می‌توان آن نمک‌های با نقطه ذوب پایین را که در حالت مذاب هستند نیز فیلتر کرد.
مشکلات عملیاتی عمدتاً به دلیل خوردگی فیلتر توسط نمک‌ها بود.
کاغذ: بازیافت و مواد بازیافتی
MR Doshi، JM Dyer، در ماژول مرجع در علوم مواد و مهندسی مواد، ۲۰۱۶
۳.۳ تمیز کردن
پاک کننده ها یاهیدروسیکلون‌هاآلاینده‌ها را بر اساس اختلاف چگالی بین آلاینده و آب از پالپ جدا می‌کنند. این دستگاه‌ها از مخزن تحت فشار مخروطی یا استوانه‌ای-مخروطی تشکیل شده‌اند که پالپ به صورت مماس در انتهای قطر بزرگ به آن تغذیه می‌شود (شکل 6). در طول عبور از پاک‌کننده، پالپ یک الگوی جریان گردابی، شبیه به یک سیکلون، ایجاد می‌کند. جریان با دور شدن از ورودی و به سمت رأس یا دهانه زیرین، در امتداد داخل دیواره پاک‌کننده، حول محور مرکزی می‌چرخد. سرعت جریان چرخشی با کاهش قطر مخروط افزایش می‌یابد. در نزدیکی انتهای رأس، دهانه با قطر کوچک از تخلیه بیشتر جریان جلوگیری می‌کند و در عوض در یک گرداب داخلی در هسته پاک‌کننده می‌چرخد. جریان در هسته داخلی از دهانه رأس دور می‌شود تا از طریق یابنده گرداب، واقع در انتهای قطر بزرگ در مرکز پاک‌کننده، تخلیه شود. مواد با چگالی بالاتر، که به دلیل نیروی گریز از مرکز در دیواره تمیزکننده متمرکز شده‌اند، در رأس مخروط تخلیه می‌شوند (بلیس، ۱۹۹۴، ۱۹۹۷).
شکل ۶. بخش‌هایی از یک هیدروسیکلون، الگوهای جریان اصلی و روند جداسازی.
پاک‌کننده‌ها بسته به چگالی و اندازه آلاینده‌هایی که باید حذف شوند، به چگالی بالا، متوسط یا پایین طبقه‌بندی می‌شوند. یک پاک‌کننده با چگالی بالا، با قطری بین ۱۵ تا ۵۰ سانتی‌متر (۶ تا ۲۰ اینچ) برای حذف فلز اضافی، گیره کاغذ و منگنه استفاده می‌شود و معمولاً بلافاصله پس از دستگاه خمیرسازی قرار می‌گیرد. با کاهش قطر پاک‌کننده، کارایی آن در حذف آلاینده‌های کوچک افزایش می‌یابد. به دلایل عملی و اقتصادی، سیکلون با قطر ۷۵ میلی‌متر (۳ اینچ) عموماً کوچکترین پاک‌کننده مورد استفاده در صنعت کاغذ است.
پاک‌کننده‌های معکوس و پاک‌کننده‌های جریان عبوری برای حذف آلاینده‌های با چگالی کم مانند موم، پلی‌استایرن و مواد چسبنده طراحی شده‌اند. پاک‌کننده‌های معکوس به این دلیل نامگذاری شده‌اند که جریان ورودی در رأس پاک‌کننده جمع‌آوری می‌شود در حالی که جریان‌های برگشتی از سرریز خارج می‌شوند. در پاک‌کننده جریان عبوری، جریان‌های ورودی و خروجی در یک انتهای پاک‌کننده قرار دارند، به طوری که جریان‌های ورودی نزدیک دیواره پاک‌کننده توسط یک لوله مرکزی نزدیک به هسته پاک‌کننده از جریان‌های برگشتی جدا می‌شوند، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است.
شکل ۷. شماتیک یک پاک‌کننده با جریان عبوری.
سانتریفیوژهای پیوسته که در دهه‌های ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ برای حذف شن و ماسه از خمیر کاغذ استفاده می‌شدند، پس از توسعه هیدروسیکلون‌ها متوقف شدند. ژیروکلین، که در مرکز تکنیک دو پاپیه، گرنوبل، فرانسه توسعه یافته است، شامل یک استوانه است که با سرعت ۱۲۰۰ تا ۱۵۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد (بلیس، ۱۹۹۷؛ جولین سنت آماند، ۱۹۹۸، ۲۰۰۲). ترکیب زمان ماند نسبتاً طولانی و نیروی گریز از مرکز بالا به آلاینده‌های با چگالی کم، زمان کافی برای مهاجرت به هسته پاک‌کننده می‌دهد، جایی که از طریق تخلیه گرداب مرکزی دفع می‌شوند.
ام تی تئو، در دایره المعارف علوم جداسازی، ۲۰۰۰
خلاصه داستان
اگرچه جامد-مایعهیدروسیکلوناگرچه جداسازی مایع-مایع در بیشتر قرن بیستم برقرار بوده است، اما عملکرد رضایت‌بخش جداسازی مایع-مایع تا دهه ۱۹۸۰ حاصل نشد. صنعت نفت فراساحلی به تجهیزات جمع‌وجور، قوی و قابل اعتماد برای حذف نفت آلاینده ریز از آب نیاز داشت. این نیاز با نوع کاملاً متفاوتی از هیدروسیکلون برآورده شد که البته هیچ قطعه متحرکی نداشت.
پس از توضیح کامل‌تر این نیاز و مقایسه آن با جداسازی سیکلونی جامد-مایع در فرآوری مواد معدنی، مزایایی که هیدروسیکلون نسبت به انواع تجهیزات نصب‌شده قبلی برای انجام این کار ارائه می‌دهد، آورده شده است.
معیارهای ارزیابی عملکرد جداسازی قبل از بحث در مورد عملکرد از نظر ترکیب خوراک، کنترل اپراتور و انرژی مورد نیاز، یعنی حاصلضرب افت فشار و دبی، فهرست شده‌اند.
محیط تولید نفت محدودیت‌هایی را برای مواد ایجاد می‌کند و این شامل مشکل فرسایش ذرات می‌شود. مواد معمول مورد استفاده ذکر شده‌اند. داده‌های هزینه نسبی برای انواع کارخانه‌های جداسازی نفت، چه سرمایه‌ای و چه دائمی، تشریح شده است، اگرچه منابع پراکنده هستند. در نهایت، برخی از نکات برای توسعه بیشتر شرح داده شده است، زیرا صنعت نفت به تجهیزات نصب شده در بستر دریا یا حتی در پایین چاه توجه دارد.
نمونه‌برداری، کنترل و موازنه جرم
بری ای. ویلز، جیمز ای. فینچ، FRSC، FCIM، P.Eng.، در فناوری فرآوری مواد معدنی ویلز (ویرایش هشتم)، ۲۰۱۶
۳.۷.۱ استفاده از اندازه ذرات
بسیاری از واحدها، مانندهیدروسیکلون‌هاو جداکننده‌های گرانشی، درجه‌ای از جداسازی اندازه ایجاد می‌کنند و داده‌های اندازه ذرات را می‌توان برای موازنه جرم استفاده کرد (مثال ۳.۱۵).
مثال ۳.۱۵ نمونه‌ای از کمینه‌سازی عدم تعادل گره است؛ برای مثال، مقدار اولیه برای کمینه‌سازی حداقل مربعات تعمیم‌یافته را ارائه می‌دهد. این رویکرد گرافیکی می‌تواند هر زمان که داده‌های مؤلفه «اضافی» وجود داشته باشد، مورد استفاده قرار گیرد؛ در مثال ۳.۹ می‌توانست از آن استفاده شود.
مثال ۳.۱۵ از سیکلون به عنوان گره استفاده می‌کند. گره دوم، چاهک است: این مثالی از ۲ ورودی (خوراک تازه و تخلیه آسیاب گلوله‌ای) و یک خروجی (خوراک سیکلون) است. این یک موازنه جرم دیگر می‌دهد (مثال ۳.۱۶).
در فصل 9 به این مثال مدار آسیاب با استفاده از داده‌های تنظیم‌شده برای تعیین منحنی تقسیم سیکلون برمی‌گردیم.
زمان ارسال: مه-07-2019